Науковий вісник НЛТУ України (Dec 2021)
Порівняльна оцінка барабанних і дискових гальм автомобільних коліс за енергоємністю
Abstract
Рух автотранспортних засобів (АТЗ) зі значними швидкостями неможливий без гальмівної системи, здатної забезпечити високу ефективність гальмування. Встановлено, що найбільш нестійкою ланкою гальмівної системи є гальмовий механізм, оскільки з енергетичної точки зору гальмування фрикційними гальмами становить процес перетворення у тепло частини механічної енергії автотранспортного засобу. Якщо за цих обставин поверхневі та об'ємні температури перевищують допустимі значення, то змінюються фрикційні властивості пар тертя й умови взаємодії деталей, що зумовлює зміну характеристик гальмових механізмів і гальмівної системи загалом. Стандартами більшості країн та міжнародними приписами регламентовано вимірники гальмівних властивостей не тільки за одноразових екстрених гальмувань холодними гальмами, але й за екстрених гальмувань, що здійснюються після перетворення в тепло заданої кількості енергії впродовж заданого часу. Встановлено, що збереження необхідної ефективності гальмування після перетворення у тепло заданої кількості енергії буде забезпечено тільки тоді, коли гальмівна система має достатню енергоємність. З'ясовано, що для такого оцінювання потрібно застосовувати методи, що дають змогу дослідити вплив різних чинників на температурні поля пар тертя гальмових механізмів. Тільки за наявності таких методів можна вибрати конструктивні рішення, що забезпечують допустиму теплову напруженість гальмового механізму у переважаючих умовах експлуатування автотранспортних засобів і, як наслідок, достатню стабільність коефіцієнта ефективності. Виявлено, що таким є метод математичного моделювання, який є практично єдиним засобом отримання числового матеріалу, що характеризує досліджуваний процес. Тому в цій роботі використано метод кінцевих різниць або так званий метод сіток, що наближено інтегрує рівняння теплопровідності. Для цього створено сіткові теплові моделі барабанного та дискового гальмових механізмів, для розв'язку яких застосовано програмний комплекс "Фур'є-2 x, y.z". Це дало змогу оцінити і порівняти температурні поля гальмових механізмів різних модифікацій автобуса А-172 на тривалих режимах роботи (випробування ІІ) й зробити висновки про їхню енергоємність.
Keywords
